Применение компрессоров в промышленности (стр. 2 из 10)
Винтовые компрессоры могут развивать производительность от 0,06 до 0,4 м3/с при конечном давлении 0,3 МН/м2 (для одноступенчатого компрессора) и до 10 МН/м2 (для двухступенчатого компрессора). Частота вращения ротора 50— 200 об/с.
Винтовые компрессоры, так же как и двухроторные, должны быть выполнены с небольшими зазорами (0,1—0,5 мм), в связи с чем поверхности роторов и корпуса требуется тщательно обрабатывать.
3. Обоснование выбора темы
В связи с снижением добычи нефти, а также переводом многих пунктов сепарации в самотечный режим транспорта газа загруженность газокомпрессорных станций, в последние годы, существенно снизилось. Объем перекачиваемого газа во многих компрессорных станциях составляет 3-10 тыс.м3/сут. (2-10м3/мин). Применяемые до сих пор винтовые компрессоры типа 7 ВКГ с производительностью 17-72 тыс. м3/сут.(12-50 м3/мин) не догружены и подпитываются недостающим объемом газа из выкидной линии, что приводит к большому перерасходу электроэнергии на компрессорных станциях. По договору с ОАО «Татнефть» в АО «НИИ турбокомпрессор», г. Казани была разработана и изготовлены компрессорные установки с регулируемой производительностью ГВ 4/6 с электродвигателем на 30 кВт.
Перспектива данного устройства очевидна. По подсчетам, представленным в экономической части дипломного проекта, его применение в сравнении с применяемой сегодня технологией в управлении “Татнефтегазпереработка”, экономит до 442,32 тыс. рублей.
4. Краткое описание компрессорной установки ГВ 4/6
4.1 Назначение установки
Установка предназначены для утилизациинефтяного газа на нефтепромыслах.
Собственно компрессорная установка с датчиками системы автоматизации и показывающими приборами «по месту», предназначены для эксплуатациипод навесом, во взрывоопасной зоне класса В-1Г по ПУЭ, категорией пожарной опасности — А по НПБ 105-95 и категорией взрывоопасности технологического блока - III по «Общим правилам взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».
Условное обозначение установки ГВ-4/6У2, где
Г - газовая; В - винтовая:
4 - объёмная производительность, м3/мин;
У-2- климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69, при этом нижнее значение окружающего воздуха минус 33°С, верхнее плюс 27°С.
Сжимаемый газ - попутный нефтяной. Состав сжимаемого газа, расчетный (по объёмув процентах):
Таблица 4.1
| N2 | 50 |
| С1 | 27.5 |
| С2 | 7.7 |
| С3 | 0.7 |
| JC4 | 0.7 |
| NC4 | 0.8 |
| JC5 | 0.4 |
| NC5 | 0.2 |
| EC6 | 0.2 |
| H2S | 2.6 |
| CO2 | 2.1 |
Относительная влажность газа 100%. Наличие капельной жидкости на входе в компрессор не более 140 мг/м3.
4.2 Технические характеристики
Основные параметры и размеры приведены в таблице 4.2
Таблица 4.2
| Значение | |
| Наименование параметра | ГВ-4/6У21.260.076 |
| 1. Объемная производительность,приведённая к начальным условиям, м /с (м7мии) | 0,066-0,003 (4-0,03) |
| 2. Давление газа начальное, номинальное МПа (кгс/см2) | 0,098-0,1 17(1,00-1,2) |
| 3. Давление газа конечное, номинальное, MПa (кгс/см2) | 0,588(6,0) |
| 4. Температура газаначальная, расчётная, °С | от +5 до +15 |
| 5. Температура газа конечная, "С, не более | 110 |
| 6. Масса установки в объёме поставки, кг | 1500 |
| 7. Габаритные размеры установки, мм: длина ширина высота | 2000 |
| 1000 | |
| 1500 | |
| 8. Мощность потребляемая, кВт | 24+1,2 |
| 9. Мощность, потребляемая вентиляторомблока охлаждения масла, кВт | 0,08 |
| 10. Мощность, потребляемаямаслонасосом, кВт | 0,84 |
| 11. Давление масла в коллекторе, номинальное, MПa (кгс/см2): на впрыск в компрессор на подшипники | 0,588(6) 0,588 (6) |
| 12. Количество масла, заливаемогов маслосистему, м | 60 |
| 13. Расход масла наунос, кг/с, не более | 5,6*106 |
| 14. Электродвигательпривода компрессора: напряжение, В номинальная мощность, кВт частота вращения, об/мин | 380 30 3000 |
| 15. Электродвигатель привода вентилятора блока охлаждения масла:напряжение, В мощность номинальная, кВтчастота вращения, об/мин | 3800.251410 |
| 16. Электродвигатель привода маслонасоса: напряжение, В мощность номинальная, кВт частота вращения, об/мин | 3801,51500 |
Для смазки подшипников и подачи масла в рабочую полость
компрессора применяется масло: Кп-8С по ТУ 38.101.1296-90, Тп-30 по
ГОСТ 9972-74. Тп-22С по ТУ38.101821-83. В случае вспенивания масла в процессе эксплуатации добавить антипенную присадку ПМС-200 А ОСТ 6-02-20-79 в количестве 0,005% массовых.
Установка должна обеспечивать выполнение следующих требований к надежности:
средняя наработка на отказ, ч 6000
средний ресурс до капитального ремонта, ч 60000
среднее время восстановления, ч 24
средний срок сохраняемости, мес. 18
4.3 Состав установки
Установка представляет собой компрессорный агрегат, включающий в себя: компрессор с приводом от электродвигателя, муфту упругую, маслоотделитель, блок охлаждения масла, фильтр масла грубой очистки, фильтр масла тонкой очистки, установку маслонасоса.
4.4 Устройство и работа установки
Установка представляет собой законченный, испытанный и готовый к эксплуатации блок. Все составные части установки объединены между собой соединительнымитрубопроводами.
Установка работаетпо следующей схеме
Рабочий газ по всасывающему трубопроводу через фильтр газовый Ф1 поступает в винтовой маслозаполненный компрессор КМ1, куда одновременно подается масло. После сжатия в компрессоре КМ1 до заданных параметров газо-масляная смесь поступает в маслоотделитель МО1, где происходит отделение масла от газа. Очищенный газ через клапан КС1 поступает к потребителю.
Масло, участвующее в сжатии иидущее на смазку, циркулирует следующимобразом: из маслоотделителя МО1 через фильтр грубой очистки Ф2 оно поступает в блок охлаждения масла AT1, часть охлажденного масла через обратный клапан КО2 подается на впрыск в компрессор КМ1, где участвуетв процессесжатия, понижая температуру сжимаемого газа и уплотняя зазоры между роторами и корпусом. Другая часть масла через фильтр тонкой очистки ФЗ подается на смазку подшипников, шестерен мультипликатора компрессора КМ1, а также в уплотнение.
Часть масла, отделившаяся в фильтрующем барабане маслоотделителя МО1. через дроссельные шайбы (ДР1; ДР2; ДРЗ) отводится в полость компрессора.
Для облегчения запуска компрессора при минусовых температурах окружающей среды, когда в блоке охлаждения AT1 имеется загустевшее масло и поэтому сопротивление холодильника велико, на обводной линии установлен масляный насос H1, который прокачивает масло через охладитель масла AT1 и фильтр тонкой очистки ФЗ. Для предотвращения повышения давления после маслонасоса и маслоохладителя установлен перепускной клапан КР1.
С течение времени масло в холодильнике разогревается и сопротивление в маслоохладителеи фильтреуменьшается.
Перед запускомкомпрессора КМ1 производится прокачка маслосистемы покороткому кольцу, минуя компрессор КМ1,при этом масло после маслонасоса Н1 черезперепускной клапан КР1сливается обратно в маслоотделитель МО, вентиль ВН5закрыт.
Вентиль BН1 предназначен для заправки установки маслом.
Вентиль ВН2 предназначен для слива масла из маслоотделителяМО1.
Подача азота па продувку производитсячерез вентиль, устанавливаемый заказчиком, а сброс газа на факел происходитчерез задвижку (ЗД2).
Для безопасной работы установки предусмотрен предохранительный клапан КП 1.
4.5 Устройство и работа составных частей установки
Компрессор КМ1
Компрессор представляет собой одноступенчатуювинтовую машину маслозаполненноготипа, предназначеннуюдля сжатия нефтяногогаза.
Рабочими органами компрессора являются винты с зубьями специального профиля, нарезанные на средних утолщенных частях роторов. Ведущий ротор имеет пять зубьев, ведомый ротор - семь зубьев. Вращение ведущему ротору передается с помощью зубчатой передачи и приводного вала через муфту с вала электродвигателя. Число оборотов вала электродвигателя на установке ГВ-4/6 равно 3000 об/мин, число оборотов ведущего ротора равно 5446 об/мин. Роторы размещены в корпусе компрессора и устанавливаются в опорных цилиндрических роликоподшипниках. Осевые нагрузки воспринимаются сдвоенными радиально-упорными шарикоподшипниками.
Приводной вал также размещен в корпусе компрессора и устанавливается со стороны всасывания в цилиндрический роликоподшипник, а со стороны нагнетания в шарикоподшипник 6, выходной конец приводного вала уплотняется торцовым уплотнением маслозаполненного типа.
В верхней части корпуса компрессора расположен фильтр газовый.
Компрессор работает по принципу объемного сжатия.
Газ, всасываемый компрессором, через входной патрубок блока цилиндров и встроенный газовый фильтр проходит к всасывающему окну специального профиля, которое сообщается со впадинами обоих роторов. При вращении роторов поступающий через окно газ постепенно заполняет по всей длине те впадины ротора, которые в это время соединены со всасывающим окном. При дальнейшем вращении роторов объемы газов, заполнившего впадины винтов, отсекаются от всасывающего окна. Процесс всасывания заканчивается.
Объемы газа, заполнившего впадины роторов, изолированы друг от друга и ограничены поверхностями роторов и корпусом. Процесс сжатия происходит путем уменьшения объемов полостей (зуб ведущего ротора при вращении входит во впадину ведомого).